2008年传热学试卷

上海水产大学试卷

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一、问答题（每题6分，共6题，总计36分）

1.一厚为δ的无限大平板，左侧表面保持恒温t1，右侧表面与空气进行对流换

热，表面传热系数为h，空气温度为tf，试写出该平板稳态时的导热微分方程式及边界条件。

2.简述Pr准则、Re准则、Nu准则的定义式及其物理意义。特征尺度取δ。

3. 简述形成膜状凝结和珠状凝结的条件。试述影响膜状凝结的因素。

4. 直径为D 的球放在边长L=D 的正方体匣子中（如右

图所示），求球表面与匣子内表面之间的角系数2,1x x 1，

2

和1,2x x 2，1。

5. 设导热热阻δ/λ→0，表面换热系数1h <<2h 放热系数α1<<α2，如采用肋片

扩展表面强化传热，则肋片应加在哪一侧？为什么？

6. 何谓换热器的效能？其物理意义是什么？

2

二、计算题（每题16分，共4题，总计64分）

1.某板式换热器用钢板制成，钢板的厚度为δ=3mm，导热系数λ=40W/(m⋅︒C)。

已知板两侧的气体的平均温度分别为tf1=250︒C和tf2=60︒C，表面传热系数分别为1hα1=75W/(m2⋅︒C)和2hα2=50W/(m2⋅︒C)。试求传热系数及单位面积的传热量。

2.一边长为30cm的正方形薄平板，内部有电加热装置，垂直放置于静止空气

中，左侧绝热。空气温度为35︒C。为防止平板内部电热丝过热，其表面温度不允许超过150︒C。平板表面辐射换热的传热系数为9 W/(m2︒C)。试确定电加热器所允许的最大功率。

已知：92.5︒C空气的物性参数：λ=0.0315 W/(m︒C)、

ν=22.36×10-6m2/s、Pr =0.6895 大空间自然对流换热准则关联式为：

竖平板：n

3.两同心长圆柱面d1=80mm、d2=300mm；温度分别为T1=550K 、T2=400K；

发射率分别为ε1=0.8、ε2=0.6；如插入一薄铝制遮热板d3=120mm、发射率ε3=0.05，试计算：

（1）遮热板插入前后辐射换热量减少的百分率；

（2）遮热板的温度T3=？

4.一台逆流式换热器，流量为36000kg/h，温度为26︒C的水被燃气加热。燃气

进口温度为650︒C，出口温度为180︒C，流量为 4.5kg/s。传热系数k= 197.7W/(m2⋅︒C)。求换热器所需面积。已知燃气比热C p,g= 1.089kJ/(kg⋅︒C)，水的比热C p,w=4.18 kJ/(kg⋅︒C)。